诺贝尔物理学奖授予量子技术研究三人组 - 《华尔街日报》

2022年诺贝尔物理学奖得主于周二在斯德哥尔摩揭晓。图片来源：乔纳斯·埃克斯特罗默/EPA-EFE本周二，诺贝尔物理学奖授予阿兰·阿斯佩、约翰·F·克劳泽和安东·蔡林格，以表彰他们在量子计算领域的联合研究成果。这一新兴领域有望解决现有超级计算机无法处理的复杂问题。

诺贝尔委员会指出，三人的研究为“量子技术新时代”奠定了基础，推动了量子计算机与网络的构建、测量精度的提升以及安全量子加密通信的发展。

“这一奖项体现了获奖者实验对我们理解量子力学基本原理以及量子计算机、量子通信等新兴技术的重要性，”致力于推动物理学发展的美国物理学会主席弗朗西斯·赫尔曼表示，“他们的工作是物理学最高境界的典范——既探索宇宙的真理与美，又为改善地球生命的技术奠定基础。”

1000万瑞典克朗（约合91.8万美元）的奖金将由法国巴黎萨克雷大学和巴黎综合理工学院的阿斯佩博士、曾在哥伦比亚大学从事研究的克劳泽博士，以及奥地利维也纳大学的蔡林格博士平分。

每位物理学家都进行了被瑞典皇家科学院（负责决定该奖项的机构）称为“开创性实验”的研究，他们利用纠缠量子态——即两个或更多粒子即使相隔遥远，也会受到彼此状态变化的影响。

约翰·F·克劳瑟周二在其加州家中，因在哥伦比亚大学的研究成果获得诺贝尔奖。图片来源：特里·切亚/美联社克劳瑟博士周二接受美联社采访时表示，他在量子力学领域的工作证明信息无法被限制在一个封闭空间内，“就像你桌上的小盒子一样”，尽管连他自己也无法解释原因。

“大多数人会认为自然界是由分布在时空中的物质构成的，”克劳瑟博士说，“但事实似乎并非如此。”

数十年来，物理学家们一直面临一个问题：这些纠缠粒子之所以如此反应，是否因为存在可能影响实验结果的未知特性？20世纪60年代，约翰·斯图尔特·贝尔提出了一项定理，可用于验证这些假设特性是否决定了粒子间的关联。

现年79岁的克劳瑟博士在贝尔理论基础上取得突破，特别是通过设计实验证明“隐变量理论”无法取代量子力学。而阿兰·阿斯佩克特博士则弥补了克劳瑟研究中的一个重要漏洞。

法国巴黎萨克雷大学和综合理工学院的阿兰·阿斯佩博士在克劳泽的研究基础上进行了拓展。图片来源：彼得·克劳恩泽/欧洲新闻图片社安东·蔡林格的实验助力确立了"量子隐形传态"现象。图片来源：马蒂亚斯·罗德/盖蒂图片社通过图片联盟由蔡林格博士领导的研究小组进行了一系列实验，这些实验帮助确立了一种称为"量子隐形传态"的现象，该现象使得量子态能够远距离从一个粒子传递到另一个粒子。三人的研究共同为量子和纠缠理论的实际应用奠定了基础。

量子计算有望解决现有超级计算机无法处理的复杂问题，例如理解人类蛋白质折叠模式以发现新药物、研究地球气候如何变化，或优化数百艘油轮的航运路线。量子计算使用量子比特（或称"量子位"），这些通常是亚原子粒子，而非传统比特，以更快、更高效地运行算法。

纠缠概念也被用于设计安全通信系统，该系统能够识别黑客的任何篡改企图。

现有的量子计算机比超级计算机体积更小、能耗更低。一台IBM量子处理器芯片仅略大于笔记本电脑中的芯片。其汽车大小的硬件设备将处理器冷却至零下459华氏度（比外太空更寒冷），以维持量子比特的量子态，使其能够执行海量运算。

据IBM院士兼IBM Quantum量子基础设施总监Jerry Chow表示，许多企业已开始在其业务中部署量子计算组件，但更多应用仍待开发。

“目前量子计算尚未实现真正的商业价值优势，“周博士表示，“但我们正持续推进技术发展蓝图，逐步释放这一潜力。”

IBM研究院院士Charles Bennett指出：“大多数科学应用需要50到60年发展周期。我们正处于这一进程的中段，尚未抵达终点。”

**联系记者：**Benjamin Katz，邮箱[email protected]；Eric Niiler，邮箱[email protected]

本文发表于2022年10月5日印刷版，标题为《诺贝尔奖花落量子计算领域》